(57)【要約】【課題】繊維のほつれのない分極性電極を製造する方法を提供する。【解決手段】活性炭繊維布１からなる分極性電極の製造方法であって、活性炭繊維布１に導電性接着剤を額縁状に塗布して塗布部２を形成し、外周縁部が前記塗布部内に収まる形状で前記活性炭繊維布１を打ち抜き加工して、外周縁部に導電性接着剤の塗布部を有する分極性電極を製造する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分極性電極の製造方法であって、活性炭繊維布に導電性接着剤を額縁状に塗布して塗布部を形成し、外周縁部が前記塗布部内に収まる形状で前記活性炭繊維布を打ち抜き加工して、外周縁部に導電性接着剤の塗布部を有する分極性電極を得ることを特徴とする分極性電極の製造方法。
【請求項２】
活性炭繊維布の外周縁部に導電性接着剤の塗布部を有することを特徴とする分極性電極。
【請求項３】
活性炭繊維布からなる二つの分極性電極の間に、セパレータを介在させてなるセルと、当該セルの両端から挟む集電極板と、当該セルの外周部から密閉するパッキンとを有する電気二重層キャパシタであって、前記分極性電極は、活性炭繊維布の外周縁部に導電性接着剤の塗布部を有するものであることを特徴とする電気二重層キャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分極性電極を製造する方法及び分極性電極並びにそれを用いた電気二重層キャパシタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気二重層キャパシタ（以下、単に「キャパシタ」という）は、セパレータとこのセパレータを挟む二つの活性炭を材料とした分極性電極とからなるセルを、集電極板を介して交互に積層した、バイポーラ構造である。分極性電極には、電解液が含浸されている。キャパシタは、動作電圧に対して必要な個数のセルを集電極板を介在して積み重ね（１セルの耐電圧が２．５Ｖ程度）、この積層されたセルの両端から集電極板、エンドプレートで挟み、締め付けボルトにて固定することにより、密閉構造を保ちセル内部に圧力を加える構造である。また、分極性電極に含浸された電解液が漏れ出さないように、分極性電極及び集電極板の外周部にはシール機能を有するパッキンを挟んで積層している。このパッキンは、セル間にある各集電極板が互いに接触しないようにする絶縁機能をも兼ね備えている。
【０００３】
キャパシタは、金属製の電極端面を持つ集電極板にリード線を取り付け、キャパシタ内で直列に接続することにより、（１セル耐電圧）×（セル積層数）の耐電圧を持つことになる。このキャパシタは一般的な巻取方式を用いた同一容量のキャパシタと比較すると、ケーブル等を使わないので、耐電圧が高い設計をコンパクトにでき、設置体積を小さくすることができる。
キャパシタでは、動作電圧に必要なセルを積層した後、電解液注入装置により、電解液がキャパシタ内に注入され、分極性電極に含浸される。
【０００４】
現在、非水系キャパシタの分極性電極の材料として、フェノール系の樹脂繊維を高温の水蒸気中で賦活した活性炭繊維布が使われている。この活性炭繊維布は、一般に比表面積が大きく且つ低密度であるため、体積当たりの抵抗が小さくなり、キャパシタの低抵抗化に有効である。
【０００５】
活性炭繊維布は、打ち抜き加工若しくは裁断（切断）加工により所定の寸法に加工される。その後、真空加熱して、活性炭繊維布に付着した不純物が除去される。次に、この活性炭繊維布とセパレータとを交互に積層して、キャパシタをユニットとして組み立てる。分極性電極への電解液の含浸は、電解液一括注入装置によりガス抜き弁からキャパシタ内に電解液を注入してなされる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−３３６１１８号公報
【特許文献２】
特開平８−９７１０２号公報
【特許文献３】
特開平６−９７００３号公報
【特許文献４】
特開平１１−２９７５７６号公報
【特許文献５】
特開２０００−１９５５１０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図５は、ロール状の活性炭繊維布１から巻きだしたシート状の活性炭繊維布１の平面図である。図５には、分極性電極の形状に打ち抜き加工する位置３が点線で図示され、活性炭繊維布１の外周部には繊維のほつれ（毛羽立ち）４が図示されている。
図６は、従来の分極性電極５の平面図である。図６には、活性炭繊維布１を分極性電極の形状に打ち抜き加工された分極性電極５が図示され、分極性電極５の外周部には繊維のほつれ４が図示されている。
【０００８】
しかしながら、分極性電極５の材料である活性炭繊維布１は、繊維を格子状に折り込む構造なので、活性炭繊維布１の外周部で繊維のほつれ４が生じやすい。特に、以下に示すような作業をするときである。
【０００９】
（ａ）活性炭繊維布１を抜き打ち加工したり、裁断（切断）加工したりするとき。
（ｂ）活性炭繊維布１を取り扱う際に、活性炭繊維布１の外周部に接触したとき。
（ｃ）キャパシタの製造工程にて、キャパシタ内部に電解液を一括して注入した時に、この注入（流量・流速）が速いとき。
キャパシタを組み立てるとき、繊維のほつれ４がセパレータからはみ出して、対極する分極性電極（活性炭繊維布）５に接触すると、漏れ電流（短絡）が生じ、電圧保持等のキャパシタ特性が低下するという問題がある。
【００１０】
また、活性炭繊維布１の外周部の繊維のほつれ４に対して、以下の処置を講じている。
（Ａ）活性炭繊維布１を打ち抜き加工したり、裁断（切断）加工したりした後、分極性電極５の外周部にある繊維のほつれ４をカッターやハサミ等で切断して、除去する。
（Ｂ）活性炭繊維布１を取り扱う際に、この外周部に接触しないように慎重に取り扱い、この外周部に繊維のほつれ４が生じたとき、カッターやハサミ等で切断して、除去する。
（Ｃ）キャパシタの製造工程で、キャパシタ内部に電解液を一括して注入するときに、電解液の注入量を抑える（流量および流速を遅くする。）。
このような処置を講じることは、作業の効率が悪くなるばかりでなく、作業の工数がかかり、製造コストがかかるという問題がある。
【００１１】
繊維のほつれ４を除去する他の方法として、特許文献１に記載のエッチング処理方法が考えられるが、分極性電極５の材料として、非金属の活性炭繊維布１が用いられるので、金属を溶解するエッチング処理方法は適さない。
【００１２】
また、他の方法として、特許文献２に記載の電解液を含浸するときの繊維脱落防止技術を利用することが考えられるが、同技術を利用するためには、原料としてガラス状カーボンが必要となる。しかし、キャパシタを製造するとき、ガラス状カーボンを使っていなかったので、ガラス状カーボンを使った製造技術を検証する必要があるため、製造技術の導入コストがかかるという問題がある。
【００１３】
また、分極性電極材５として、特許文献３に記載の電極体を利用することが考えられるが、この電極体は加圧成形して製造されるので、加圧成形する装置が必要になり、製造コストがかかるという問題がある。
【００１４】
また、分極性電極５の製造方法として、特許文献４に記載の粉末活性炭と導電剤および結着剤とを埋設した活性炭繊維１を、集電体に接触させ分極性電極５を製造することが考えられるが、製造工程にて、１５０℃で乾燥する工程と窒素中６００℃で加熱する工程があるため、製造コストがかかるという問題がある。
【００１５】
さらに、分極性電極５の外周部処理方法として、特許文献５に記載の電池用電極シートの下端部処理装置を利用することが考えられるが、装置を導入する必要があるため、製造コストがかかるという問題がある。
【００１６】
このようなことから、本発明は上述した問題を解決するものであって、分極性電極５の外周部に繊維のほつれ４が出来ない分極性電極５を有するキャパシタとこの分極性電極５の製造方法を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１の発明に係る方法は、活性炭繊維布に導電性接着剤を額縁状に塗布して塗布部を形成し、外周縁部が前記塗布部内に収まる形状で前記活性炭繊維布を打ち抜き加工して、外周縁部に導電性接着剤の塗布部を有する分極性電極を得ることを特徴とする分極性電極の製造方法に存する。
すなわち、上記額縁状の外枠は、上記分極性電極の輪郭より大きく、上記額縁状の内枠は、上記分極性電極の輪郭より小さい。
この発明に係る分極性電極の製造方法によれば、活性炭繊維布を打ち抜き加工しても、分極性電極の外周縁部に繊維のほつれが生じない。
【００１８】
上記課題を解決する第２の発明に係る構成は、活性炭繊維布の外周縁部に導電性接着剤の塗布部を有することを特徴とする分極性電極に存する。
この発明に係る分極性電極によれば、導電性接着剤により、分極性電極の外周縁部にて、繊維どうしが接着している。
【００１９】
上記課題を解決する第３の発明に係る構成は、活性炭繊維布からなる二つの分極性電極の間に、セパレータを介在させてなるセルと、当該セルの両端から挟む集電極板と、当該セルの外周部から密閉するパッキンとを有する電気二重層キャパシタであって、前記分極性電極は、活性炭繊維布の外周縁部に導電性接着剤の塗布部を有するものであることを特徴とするキャパシタに存する。
【００２０】
この発明に係るキャパシタによれば、分極性電極の外周縁部に繊維のほつれが無いので、分極性電極の外周縁部を処理せずにキャパシタ内に配置できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、ロール状の活性炭繊維布１から巻きだしたシート状の活性炭繊維布１の平面図である。図１には、活性炭繊維布１への導電性接着剤の塗布部２が図示され、分極性電極の形状に打ち抜き加工する位置３が点線で図示されている。
図２は分極性電極５の平面図である。図２には、導電性接着剤の塗布部２が図示されている。
図３は、本発明の一実施の形態であるキャパシタの構成図であり、図４は、本発明の一実施の形態であるキャパシタの断面図である。
【００２２】
本発明に係る分極性電極の製造方法は、以下の通りである。
図１に示すように、ロール状の活性炭繊維布１から巻き出し、額縁状（外枠は得ようとする分極性電極の輪郭（外形寸法）より大きく、内枠はその分極性電極の輪郭より小さい）の塗布部を持つ治具または装置を用いて、活性炭繊維布１に導電性接着剤を塗布し、導電性接着剤の塗布部２を形成する。
次に、この導電性接着剤の塗布部２が硬化した後、外周縁部が前記塗布部内に収まる形状で活性炭繊維布１を打ち抜き加工して、外周縁部が導電性接着剤の塗布部２を有する、図２に示すような分極性電極５を得る。キャパシタの静電容量は電解液が含浸される分極性電極の面積に依存するので、電解液が含浸されない導電性接着剤の塗布部２をできるだけ狭くする。例えば、導電性接着剤の塗布部２の幅は５ｍｍ以下にする。
【００２３】
なお、導電性接着剤としては、分極性電極５に含浸される電解液を腐蝕しないと共に、キャパシタ特性に悪影響を与えず、更に活性炭繊維布１を接着する特性を持つ物質であれば良い。
【００２４】
よって、分極性電極の外周縁部に導電性接着剤の塗布部２を有することにより、活性炭繊維布１が硬化しているので、以下の作業を行っても、繊維のほつれ４が生じないので、分極性電極の取り扱い性が良くなり、作業効率が良くなる。
（ａ）活性炭繊維布１を抜き打ち加工したり、裁断（切断）加工したりするとき。
（ｂ）活性炭繊維布１を取り扱う際に、活性炭繊維布１の外周部に接触したとき。
（ｃ）キャパシタの製造工程にて、キャパシタ内部に電解液を一括して注入した時に、この注入（流量・流速）が速いとき。
【００２５】
本発明に係る分極性電極を用いたキャパシタの一例は、以下の通りである。
図３、図４に示すように、キャパシタは、セパレータ１４とこのセパレータ１４を挟む二つの活性炭繊維布を材料とした分極性電極５とからなるセル１５を、集電極板１２を介して交互に積層した、バイポーラ構造である。なお、この分極性電極５には、電解液が含浸されている。ここで、分極性電極５は、図２に示すように活性炭繊維布１の外周縁部に導電性接着剤の塗布部２を持つものである。ただし、この導電性接着剤の塗布部２の幅は、前述したように５ｍｍ以下である。キャパシタは、動作電圧に対して必要な個数のセル１５を集電極板１２を介在して積み重ね（１セルの耐電圧が２．５Ｖ程度）、この積層されたセル１６の両端から集電極板１２、エンドプレート１１で挟み、締め付けボルト１７にて固定することにより、密閉構造を保ちセル１５内部に圧力を加える構造である。
【００２６】
さらに、分極性電極５に含浸された電解液が漏れ出さないように、分極性電極５及び集電極板１２の外周部にはシール機能を有するパッキン１３を挟んで積層している。このパッキン１３は、セル１５間にある各集電極板１２が互いに接触しないようにする絶縁機能をも兼ね備えている。
また、分極性電極５の外周縁部では導電性接着剤の塗布部が硬化していることにより、繊維のほつれが生じることが無いので、キャパシタ内に容易に配置できる。さらに、対向する分極性電極５（繊維）どうしが接触することにより、キャパシタ特性が低下することが防がれる。
【００２７】
【発明の効果】
第１の発明に係る分極性電極の製造方法によれば、分極性電極の製造方法であって、活性炭繊維布に導電性接着剤を額縁状に塗布して塗布部を形成し、外周縁部が前記塗布部内に収まる形状で前記活性炭繊維布を打ち抜き加工して、外周縁部に導電性接着剤の塗布部を有する分極性電極を得ることにより、活性炭繊維布を打ち抜き加工しても、分極性電極の外周縁部に、繊維のほつれが生じない。そのため、繊維のほつれに対する処置を講じる必要性が無くなるので、作業工数を減らすことができる。
【００２８】
第２の発明に係る分極性電極によれば、活性炭繊維布の外周縁部に導電性接着剤の塗布部を有することにより、分極性電極の外周縁部では、導電性接着剤により繊維どうしが接着しているので、繊維のほつれが生じにくい。よって、分極性電極の取り扱いが良くなるので、作業性が向上する。
【００２９】
第３の発明に係るキャパシタによれば、活性炭繊維布からなる二つの分極性電極の間に、セパレータを介在させてなるセルと、当該セルの両端から挟む集電極板と、当該セルの外周部から密閉するパッキンとを有するキャパシタであって、前記分極性電極は、活性炭繊維布の外周縁部に導電性接着剤の塗布部を有するものであり、分極性電極の外周縁部では、導電性接着剤により繊維どうしが接着しているので、繊維のほつれが生じない。そのため、分極性電極の取り扱いが良くなるので、作業性が向上する。また、分極性電極がセパレータからはみだすことがなく、対極する分極性電極（繊維）どうしが接触することがないので、キャパシタ特性の低下を防ぎ、キャパシタ特性の信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】活性炭繊維布への導電性接着剤の塗布状態を示す概略平面図である。
【図２】本発明に係る分極性電極の平面図である。
【図３】本発明の分極性電極を有するキャパシタの構成図である。
【図４】本発明の分極性電極を有するキャパシタの断面図である。
【図５】従来の活性炭繊維布を打ち抜き加工する位置を示す概略平面図である。
【図６】従来の分極性電極の平面図である。
【符号の説明】
１      活性炭繊維布
２      導電性接着剤の塗布部
３      打ち抜き加工位置
４      繊維のほつれ（毛羽立ち）
５      分極性電極
１１    エンドプレート
１２    集電極板
１３    パッキン
１４    セパレータ
１５    セル
１６    積層されたセル
１７    締め付けボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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